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有賀 武夫; 片野 吉男*
Proceedings of 2000 International Conference on Ion Implantation Technology (IIT 2000), p.797 - 800, 2000/00
標準の316ステンレス鋼に雰囲気温度で3.0MeVのHeイオンを9
10
/m
まで照射し、深さ方向の損傷組織が観察できる透過電子顕微鏡用試験片を造り、1MeVの電子線を32dpaまで照射し、Heが分布する深さの範囲の組織変化をその場観察した。Heを照射したままの試料で観察された欠陥集合体の深さ方向の数密度分布は、集合体がHe原子の分布に依存して形成されたことを示し、823Kで32dpaまで電子線照射しても、キャビティの形成は認められなかった。すなわち、~0.1at.%の高濃度で予注入されたHe原子は、照射で造られた空格子点と複合体を形成し、これらの高密度で形成された複合体が照射で造られた点欠陥の消滅場所となり、キャビティの形成を抑えたことを示している。
辻 宏和; 横山 憲夫; 藤田 充苗*; 加納 茂機*; 舘 義昭*; 志村 和樹*; 中島 律子*; 岩田 修一*
Advances in Science and Technology, 24, p.417 - 424, 1999/00
金材技研、原研及び動燃は、平成2年度から6年度までの共同研究で、機関間を越えて原子力材料情報を相互利用できる分散型材料データベース(データフリーウェイ)の基本システムを構築した。このシステムをさらに発展させるため、新たにJSTを加えた4機関で利用技術の開発を柱とした共同研究を平成7年度から11年度までの5年間の計画で開始した。初期のシステムでは特定回線を確保してデータの相互利用を行っていたが、この共同研究では、最近の急速なインターネットの普及と高速電送回線の整備に対応してシステムの充実を図った。データフリーウェイに収録されているステンレス鋼の照射関連のデータを用いて、スウェリング特性、引張特性、疲労特性等に及ぼす中性子照射効果を抽出し、データベースの有用性を示した。
西 宏; 菊地 賢司
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.281 - 288, 1998/00
被引用回数：21 パーセンタイル：82.55(Materials Science, Multidisciplinary)ITERの第一壁部に用いられる予定のアルミナ分散強化銅と316ステンレス鋼の接合について、ろう付接合を用いた時の強度を明らかにするため、銀ろうと組成の異なる3種類の金ろうを用い、接合面間隔と接合時間を変えて接合し、それらの継手について引張り、シャルピー衝撃、低サイクル疲労試験を行い、継手強度を明らかにした。その結果、接合強度に及ぼす接合面間隔、接合時間の影響は小さく、ろう材の種類の影響が大きかった。最も高い継手強度が得られたろう材は融点の低い金ろうで、引張強度は分散強化銅母材の強度が得られた。しかしシャルピー衝撃、低サイクル疲労強度は母材より低く、特に衝撃強度は母材の10%しかなかった。この原因は分散強化銅が接合中に溶融・凝固するため、分散していたアルミナが凝集するため、分散強化銅の強度が低下するためであることを明らかにした。
菱沼 章道; 實川 資朗
Annales de Physique, 22(SUPPL.3), p.163 - 170, 1997/06
核融合炉へのステンレス鋼の応用として、その使用温度と考えられている低温(
400
C)での照射挙動を明らかにすることを目的に、これまでに日米照射実験で得られたデータを中心に、中性子照射したステンレス鋼の引張特性をまとめた。同時に、その特徴をもとにその使い方について議論した。ステンレス鋼は、約7dpaの照射を受けると、著しい延性の低下を伴って大きく硬化する。さらに特徴としては、降伏後の加工硬化がほとんど生じないことである。さらに照射量を18dpaまで増やすと、延性がさらに低下するが、強度特性はほとんど変わらない。このような照射材の挙動を、真応力-真歪みの関係で表せば、冷間加工材のそれと良く似ていることが分かる。これは、照射材の応用研究に非常に有効である。
渡辺 勝利; 浜田 省三; 古平 恒夫; 菱沼 章道
ASM Conference on Welding and Joining Science and Technology, p.615 - 619, 1997/03
中性子照射環境下で用いられたことにより劣化した炉材料の補修には溶接技術が必須であると考えられている。本研究では、高速炉「常陽」で照射を受けた316ステンレス鋼ラッパー管を用いて、溶接性に及ぼすヘリウムの効果を検討した。得られた結果は(1)照射した溶接継手は非照射の溶接継手に較べて著しい延性低下を生じた。(2)非照射の溶接継手では溶接金属部において延性破壊したのに対して、照射した溶接継手では熱影響部のボンド部近傍において粒界脆性破壊を生じた。(3)このような粒界脆性破壊は粒界におけるヘリウム気泡の形成と密接に関連しているものと考えられる。
西 宏; 武藤 康; 衛藤 基邦
Transactions of 14th Int. Conf. on Stuructural Mechanics in Reactor Technol. (SMiRT-14), 4, p.455 - 462, 1997/00
アルミナ分散強化銅とステンレス鋼の拡散接合材について、界面強度を評価するため接合部に切欠きを付けた試験片を用いて、衝撃曲げ試験と静的曲げ試験を行った。さらに切欠き試験片と引張り試験片の弾塑性有限要素解析を行った。その結果次の結論が得られた。(1)切欠き材の変形・破壊挙動は衝撃試験でも静的試験でもほぼ等しく、破壊エネルギーは分散強化銅母材の約20%である。しかし引張り試験では、分散強化銅より破断し、分散強化銅の強度が得られた。(2)切欠き試験片で破壊エネルギーが低下する原因は、接合部の欠陥による靱性低下と材料異質性によるひずみ集中である。すなわち分散強化銅はステンレス鋼より変形抵抗が小さいため、分散強化銅部ひずみが集中する。(3)引張り試験では接合部より数mm離れた分散強化銅の変形が大きくなり、分散強化銅の強度が得られる。
渡辺 勝利
6WS-96: 6th Int. Welding Symp. on the Role of Welding Science and Technology in the 21st Century, 2, p.489 - 494, 1996/00
中性子照射した316ステンレス鋼の溶接性が検討された。高速炉「常陽」においてラッパー管として用いられたものを供試材とし、照射条件は温度668-683Kにおいて最大損傷量及びHe量は各々22dpa、9appmであった。試験板はGTA法により溶接された。溶接継手照射材は非照射材に較べて著しい延性低下が見られた。この場合、非照射材では溶接金属部において延性破壊が生じたが、照射材ではHAZにおいて粒界破壊を生じた。照射材で見られた粒界割れはHe気泡の形成・成長と密接に関連しているものと考えられる。さらに、これらの結果は304鋼、HT-9鋼及びV-15Cr-5Ti合金の溶接性データと比較検討された。溶接したままの条件下での溶接欠陥に関して、中性子照射した材料の付き合せ溶接材の結果とT注入材のビードオンプレート材の結果との間での差異は溶接中に生じる引張残留応力によって主として解釈できることが分かった。
西 宏; 山田 猛*; 荒木 俊光*
原子力工業, 42(9), p.18 - 21, 1996/00
固相拡散結合法は溶接性の悪い材料の接合に利用されつつある。また母材を溶融することなく接合できるため材質の変化を伴わず、さらに変形量が少ないため複雑な形状の接合に使われ始めている。原子力機器の製造における接合法としての固相拡散接合法は実績は少なく、現在のところ接合条件と継手性能の関係を基礎的に調べる研究の段階である。そこで固相拡散接合法の原子力分野への適用拡大を図るため、固相拡散接合法の接合機構、接合方法、適用事例と継手性能について説明した。特に最近の研究事例として、核融合炉ブランケットへの適用が考えられている、316ステンレス鋼同志の接合及びアルミナ分散強化銅と316ステンレス鋼の異材継手の性能試験結果について述べ、その有用性を説明した。
西 宏; 荒木 俊光*
日本機械学会論文集,A, 61(584), p.711 - 716, 1995/04
アルミナ分散強化銅と316ステンレス鋼の拡散接合を行い、さらにそれらの低サイクル疲労試験をし、疲労特性を明らかにした。(1)接合材の分散強化銅の界面近傍には金属間化合物が生成し、分散強化銅は再結晶する。(2)低サイクル疲労寿命は316ステンレス鋼が最も長く、接合材が短かった。接合材と分散強化銅を比較すると、接合材の寿命が短く、その寿命差は低ひずみ範囲になるほど大きくなった。(3)316ステンレス鋼は分散強化銅より加工硬化が大きかった。(4)接合材の疲労破断箇所は高ひずみ範囲では、接合面より6~7mm離れた分散強化銅部で、これは316ステンレス鋼から変形が拘束され、塑性ひずみが大きくなったためと考えられる。低ひずみ範囲では界面近傍の分散強化銅部より破壊し、破面はディンプル破面で金属間化合物が見られた。
西 宏; 荒木 俊光*
JAERI-Research 94-035, 12 Pages, 1994/11
JAERI-Research-94-035.pdf:0.93MB
アルミナ分散強化銅、316ステンレス鋼および両材の拡散接合材の低サイクル疲労試験を室温で行った。また疲労中の接合材の塑性ひずみ分布を測定した。さらに接合界面近傍の組織と疲労後の破面を透過形、走査型電子顕微鏡で観察した。接合材の低サイクル疲労寿命はアルミナ分散強化銅に比べ低下した。接合材の疲労破断箇所は、低ひずみ範囲では接合界面近傍のアルミナ分散強化銅部であった。組織観察の結果、この部分には金属間化合物や再結晶等の欠陥が存在し、これらから破壊したと考えられる。一方高ひずみ範囲では、界面より6~7mm離れたアルミナ分散強化銅部で破壊した。塑性ひずみ分布を測定した結果、この部分の塑性ひずみは大きく、界面部の変形が316ステンレス鋼より拘束されるためと考えられる。
藤田 充苗*; 栗原 豊*; 中島 甫; 横山 憲夫*; 上野 文義*; 加納 茂機*; 岩田 修一*
Computer Aided Innovation of New Materials,II,Pt. 1, p.81 - 84, 1993/00
原研、金材技研及び動燃事業団が協力して整備を進めている基盤原子力材料に関するデータベース(データフリーウェイシステム)の機能及びその利用法の一例を紹介する。具体的内容は以下の通りである。(1)三機関の協力により構築した分散型材料データベースであるが、エンドユーザーからは「あたかもひとつの大きなデータベースにアクセスしている」ように見える。(2)メニュー方式によるソフトウェアを自主開発したことにより、データ構造や計算機に精通していなくても本システムを自由に利用することが可能である。(3)316ステンレス鋼の高温引張特性及びクリープ特性に関する非照射材及び中性子照射材のデータを収集し、その挙動を体系的に示す。
有賀 武夫; 高村 三郎; 広瀬 雅文*; 伊藤 康男*
Physical Review B, 46(22), p.14411 - 14418, 1992/12
被引用回数：6 パーセンタイル：39.36(Materials Science, Multidisciplinary)イオン照射した試料の照射欠陥分布を求めるために、試料にエネルギー可変の低速の単色陽電子ビームを当て、消滅
線スペクトルの形状因子Sパラメータを陽電子エネルギーの関数として測定した。測定データと照射前の同パラメータの差が、照射欠陥の濃度分布及び熱化陽電子の振舞を記述する拡散方程式の解にフィットするように欠陥の濃度分布を求める方法を開発した。この方法を用いて250keVのCイオンを室温で照射した316ステンレス鋼中の欠陥濃度分布を求めた結果、欠陥は計算で予測された損傷分布の倍以上の深さまで分布し、分布のピークが予測された深さより表面側に寄っていることを確かめるとともに、損傷分布の予測計算と測定された欠陥分布の違いについて検討した。
浜田 省三; P.J.Maziasz*; 田中 三雄; 鈴木 雅秀; 菱沼 章道
Journal of Nuclear Materials, 155-157, p.838 - 844, 1988/00
被引用回数：26 パーセンタイル：88.82(Materials Science, Multidisciplinary)日本協力照射実験においてHFIRで照射された316ステンレス鋼のスエリングの照射温度依存性について報告する。試料は316の溶体化材(SA)と20%冷間加工材(CW)で300-600Cで30dpaまでHFIRで照射された。照射温度が400C以下ではスエリングは試料の照射前熱処理に依存せず、0.2%前後と小さな値であった。温度が500Cを超えるとSAとCWのスエリング挙動に大きな差が現われた。すなわち、CWのスエリングは温度が600Cまで上昇しても0.3%以下と小さかった。一方、SAでは500Cでスエリングは最大(1.2%)となった。SAにおける高温でのスエリングの増加は粒内に形成する大きな析出相(M
C)に付着した巨大なボイドに依るものであることが分かった。
沢井 友次; 深井 勝麿; 古平 恒夫; 西田 隆*; 名山 理介*; 菱沼 章道
Journal of Nuclear Materials, 155-157, p.861 - 865, 1988/00
被引用回数：4 パーセンタイル：46.81(Materials Science, Multidisciplinary)チタン添加316ステンレス鋼の溶接溶金部では、その凝固偏析によって有効なチタン濃度が減少し、その耐スエリング性が劣化するという事を著者らは前回の同国際会議において指摘した。この劣化を防止するために、溶接時にチタン・ホイルをはさんで電子ビーム溶接を行い、溶接溶金部のチタン濃度を高める工法の検討を行った。本研究では、溶金部にチタン、ホイルから導入されたチタンの効果を明らかにするため、母材としてはチタンを含まない316に対し、上記チタン・インサート電子ビーム溶接を行い、継手の機械的特性試験、その溶金部に対して微小領域分析電子顕微鏡による偏析状態のチェック、超高圧電子顕微鏡による電子線照射試験を行った。この結果、得られた継手の機械的特性は満足すべきものであり、またチタンによるボイドスエリング抑制効果も確認された。
白石 健介
日本原子力学会誌, 25(8), p.617 - 621, 1983/00
被引用回数：3 パーセンタイル：44.36(Nuclear Science & Technology)核融合炉ブランケット構造第一壁材料として研究開発を進めている改良ステンレス鋼は、高速増殖炉の燃料集合体材料としての使用実績及びその開発研究を基に、316ステンレス鋼を改良したものである。核融合炉における照射条件は、高速増殖炉より厳しいもので、316ステンレス鋼の材料データが外挿できる範囲でオーステナイト相が安定になるような組成にし、0.25%のTiを添加した試料について、材料の基本特性に関する試験を終え、改良ステンレス鋼は少くとも316ステンレス鋼と同程度に性能をもっていることを確めた。現在、PCAの溶接に関する試験のほか、耐応力腐食割れ性がよい材料と比較して、冷却水との共存性に関する試験及び高温疲労特性に関する試験を行っている。改良ステンレス鋼の中性子照射試験は、まずHeの影響を調べることを目的に、日米共同照射試験として、HFIR及びORRを利用して実施する計画である。
O in static helium gas environment倉沢 利昌; 竹下 英文; 那須 昭一
Journal of Nuclear Materials, 92(1), p.67 - 72, 1980/00
被引用回数：5 パーセンタイル：53.45(Materials Science, Multidisciplinary)焼結体酸化リチウムと耐熱材料間の両立性(反応性)を密封したヘリウム雰囲気3.310
Pa(1/3気圧)下で500~750Cの温度範囲で実験した。反応生成物としてLi
FeO
とLiCrOの両相が同定された。前者は650C以下の温度域で、後者は650C以上の温度範囲で生成が顕著であった。この結果は両相の熱安定性の考察より説明できる。両立性試験の結果、反応性はインコロイ800,316SS,ハステロイX-R,インコネル600の順に小さくなることを示している。結晶粒界侵食はインコロイ800では500Cから,316SSでは550Cから,インコネル600では600Cから始まる。ハステロイX-Rは粒界侵食はみとめられなかった。
福田 健; 大森 俊造
JAERI-M 5946, 24 Pages, 1975/01
ヨウ素蒸気による腐食に伴うステンレス鋼試料の重量減少を温度500C~1000C、ヨウ素蒸気圧0.05~0.5mmHgの範囲で熱天秤を用いて測定した。腐食初期の重量減少速度は、700C以下の温度で試料の溶体化処理や表面処理に大きく影響される。溶体化処理した試料の場合には誘導期間があるが、これは核分裂片照射、重イオン照射あるいは機械研磨により短縮または消失し、ある場合には腐食が加速された。腐食初期に続いて定常的重量減少領域が表われる。この領域の重量減少速度は、試料の諸処理にあまり依存しないこと、700C以上ではほぼヨウ素蒸気圧に比例すること、AISI316鋼では約800Cで、AISI304鋼では約750Cで最大となること、また700C以下ではAISI304鋼の場合の方がAISI316鋼の場合より大きいが、800C以上では差がほとんどないことなどを見出した。700C以下では試料表面に腐食生成物層が存在することを観察した。以上の結果に基づき、腐食過程について考察した。また、揮発した腐食生成物の、温度こう配管における析出挙動についても調べた。
入澤 恵理子; Utami, L.*; 加藤 千明; 上田 光敏*
no journal, ,
Type 316 austenitic stainless steel (SS) is one of the candidate structural materials for Lead-bismuth alloy cooled reactors. One of key issues in the development of liquid LBE cooled reactors is the corrosion of structural materials such as stainless steel in LBE. In this study, the oxidation behavior two kinds of type 316 SS in LBE with saturated oxygen concentration were investigated in this study. In low carbon type 316 SS, the fast intergranular oxidations were observed over the whole surface after the corrosion test in LBE at 803K, however, the fast intergranular oxidation was not observed on 316 extra-high purity (EHP) SS. The stainless steel with high purity, like EHP alloys, seems to have high resistance to the fast intergranular oxidation in LBE.
